Differenza principale: momento contro coppia

In fisica, i termini momento e coppia sono legati a forze che causano effetti di rotazione sui corpi. Il differenza principale tra momento e coppia è che, in un momento, potrebbe esserci o meno una forza risultante come conseguenza delle forze che causano l'effetto di svolta mentre, in una coppia, non c'è forza risultante.

Che cos'è il momento?

Tecnicamente, a momento è una combinazione di una quantità fisica e una distanza. Tuttavia, in questo articolo usiamo il termine "momento" per indicare la "coppia" che un oggetto sperimenta a causa di una forza. La coppia

su qualsiasi punto a causa di una forza

è data dal prodotto vettoriale tra

e il vettore

tratto dal punto che ci interessa, al punto in cui viene applicata la forza:

Definizione della coppia

Il grandezza della coppia potrebbe essere data dal prodotto della forza e la distanza perpendicolare alla linea di azione della forza:

Trovare la grandezza della coppia usando la distanza perpendicolare alla linea di azione della forza.

Quindi in questo caso,

Cos'è la coppia?

UN coppia descrive un sistema in cui vi è una coppia risultante da un sistema di forze, senza che vi sia una forza risultante. Consideriamo un sistema in cui una coppia di forze, ciascuna con un modulo

, separati da una distanza perpendicolare

formare una coppia.

Poiché la forza netta deve essere 0, ne consegue che le forze devono agire in direzioni opposte e anche che hanno le stesse grandezze. Calcoliamo la coppia dovuta a queste forze di seguito.

Un paio

Consideriamo la coppia a

. Questo è il punto medio tra le due forze. Ogni forza contribuisce a un effetto di rotazione in senso orario su questo punto. Quindi, il momento totale (in senso orario) intorno a O è:

Si noti che per una coppia, la coppia risultante è sempre la stessa indipendentemente dal punto in cui vengono presi i momenti. Nell'esempio sopra, possiamo confermarlo prendendo il momento del punto

. In questo caso, la coppia per la forza a

è 0 (perché la distanza dalla forza è 0). Quindi, la coppia netta è dovuta solo alla forza all'altra estremità dell'oggetto. Questa forza è ad una distanza perpendicolare

di distanza, quindi la coppia è:

Esempi di coppie riguardano forze applicate dalle mani su un volante, forze sulla testa di un cacciavite e forze che agiscono sui pedali di una bicicletta.

La forza esercitata dalle mani su un volante modulo un paio

Differenza tra momento e coppia

Forza risultante:

UN momento può o non può accompagnare una forza risultante.

UN coppia non accompagna una forza risultante.

Effetto della forza:

UN momento può avvenire con una sola forza.

Ma, a coppia non può essere prodotto da una sola forza.

Cortesia dell'immagine:

"Mani sul volante". di Vernon Chan [CC BY 2.0], tramite Wikimedia Commons